- 2021-05-14 发布 |
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文档介绍
2020届高考物理一轮复习 第13章 4 第三节 光电效应 波粒二象性课后达标能力提升 新人教版
4 第三节 光电效应 波粒二象性 (建议用时:60分钟) 一、选择题 1.关于物质的波粒二象性,下列说法中不正确的是( ) A.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性 B.运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道 C.波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的 D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性 解析:选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律,大量光子运动的规律表现出光的波动性,而单个光子的运动表现出光的粒子性.光的波长越长,波动性越明显,光的频率越高,粒子性越明显.而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性,D项错误. 2.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是( ) A.光电效应是瞬时发生的 B.所有金属都存在极限频率 C.光电流随着入射光增强而变大 D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大 解析:选C.按照光的波动理论,电子吸收光子的能量需要时间,因此光电效应不可能瞬时发生,这与光电效应具有瞬时性矛盾;按照光的波动理论,只要有足够长的时间,电子会吸收足够的能量,克服原子的束缚成为光电子,因此所有金属均可以发生光电效应,这与光电效应有极限频率矛盾;按照光的波动理论,照射光越强,电子获得的能量越大,打出的光电子的最大初动能越大,这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关,而与照射光的频率有关矛盾;按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多,光电流越大,因此C项正确. 3. 研究光电效应电路如图所示, 5 用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中,正确的是( ) 解析:选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板,则遏止电压相同,强度不同,饱和光电流不同.选项C正确. 4.用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象,则( ) A.图象甲表明光具有粒子性 B.图象乙表明光具有波动性 C用紫外线观察不到类似的图象 D.实验表明光是一种概率波 解析:选ABD.图象甲曝光时间短,通过光子数很少,呈现粒子性.图象乙曝光时间长,通过了大量光子,呈现波动性,故A、B正确;同时也表明光波是一种概率波,故D也正确;紫外线本质和可见光本质相同,也可以发生上述现象,故C错误. 5.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( ) A.遏止电压 B.饱和光电流 C.光电子的最大初动能 D.逸出功 解析:选ACD.同一种单色光照射不同的金属,入射光的频率和光子能量一定相同,金属逸出功不同,根据光电效应方程Ekm=hν-W0知,最大初动能不同,则遏止电压不同;同一种单色光照射,入射光的强度相同,所以饱和光电流相同. 6. 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象.由图象可知( ) 5 A.该金属的逸出功等于E B.该金属的逸出功等于hν0 C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E D.入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为 解析:选ABC.由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0知,当ν=0时-W0=Ek,故W0=E,A项对;而Ek=0时,hν=W0即W0=hν0,B项对;入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大初动能Ekm=2hν0-hν0=hν0=E,C项对;入射光的频率为时,不会发生光电效应,D错. 7.一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,下列说法中不正确的是( ) A.只增大入射光的频率,金属逸出功将减小 B.只延长入射光照射时间,光电子的最大初动能将增大 C.只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大 D.只增大入射光的频率,光电子逸出所经历的时间将缩短 解析:选ABD.即便增大入射光的频率,金属逸出功也将不变,故A错误;根据光电效应方程Ek=hν-W0知,光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定,只延长入射光照射时间,光电子的最大初动能将不变,只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大,故B错误,C正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,光电子逸出所经历的时间几乎是瞬间的,故D错误. 8.产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能Ek,下列说法正确的是( ) A.对于同种金属,Ek与照射光的强度无关 B.对于同种金属,Ek与照射光的波长成反比 C.对于同种金属,Ek与照射光的时间成正比 D.对于同种金属,Ek与照射光的频率成线性关系 解析:选AD.发生光电效应,一个电子获得一个光子的能量,Ek=hν-W0,所以Ek与照射光的强度无关,与光照射的时间无关,A正确,C错误;由Ek=hν-W0=h-W0可知Ek与λ并非成反比关系,B错误;由Ek=hν-W0可知,Ek与照射光的频率成线性关系,D正确. 9. 5 研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为ν的光照射光电管电极K时,有光电子产生.光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出,光电流I由图中电流计测出,下列关于光电效应实验规律的说法中,正确的是( ) A.降低入射光的频率有可能光电管电极K上无光电子放出 B.当滑片P位于P′右端时,电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子加速 C.保持入射光频率、光强不变,若只增大光电管K、A间所加的加速电压,光电流会趋于一个饱和值 D.调整滑片P、P′的位置,可使光电子从K极发射后向A极做减速运动,当电流计的示数恰为零时,电压表的示数称为反向截止电压 解析:选ACD.降低入射光的频率,当入射光的频率低于金属的极限频率时不发生光电效应,A对;当滑片P位于P′右端时,电极K、A间所加电压为反向电压,此电压使光电子减速,B错;保持入射光频率、光强不变,若增加光电管K、A间所加电压,光电流会趋于一个饱和值,这个电流就是饱和光电流,C对;D所叙述的过程满足Ek=eU,D对. 二、非选择题 10.(2018·扬州市高三调研测试)用能量为E0的光子照射基态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能量E0称为氢原子的电离能.现用某一频率的光子从基态氢原子中击出一电子(电子质量为m),该电子在远离核以后速度的大小为v,其德布罗意波长为________,该入射光子的频率为________.(普朗克常量为h) 解析:由德布罗意波的波长与动量关系可知λ==;由能量转化和守恒定律可知hν=E0+mv2得ν=. 答案:见解析 11. 如图所示,当波长λ=200 nm的紫外线照射到金属上时,逸出的光电子最大初动能E 5 =3.5 eV.已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s.求: (1)紫外线的频率; (2)金属的逸出功. 解析:(1)ν==1.5×1015 Hz. (2)由E=hν-W0,得W0=4.3×10-19 J. 答案:见解析 5查看更多